(57)【要約】  本発明は、照明装置、特に、車両のヘッドランプに使用され得る照明装置に関する。ビーム成形装置（１０、１００、１１０）が、光源（１２）から放射された光を受光する光入力部（２０）と成形ビーム（２４）を放射する光出力部（２２）とを有する。光出力部（２２）は、前方方向（１８）において光入力部（２０）から離間される。特にコンパクトな光源からの、車両のヘッドランプに適した所望の照明ビームパターンを達成するために、ビーム成形装置（１０、１００、１１０）は、光入力部（２０）からの光を高さ方向Ｈに分離される少なくとも第１及び第２のビーム部分（３４、３５、３６）に分割するように配置される。第１及び第２のビーム部分（３４、３６）は、高さ方向Ｈにおいて光出力部（２２）に向かって収束するように導かれる。光出力部（２２）において、第２のビーム部分（３６）は、第１のビーム部分（３４）に対して横方向にさらに外側に配置される周辺部分（４４ａ、４４ｂ、４４、４５）に向けられる。
2019509601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、及び
前記光源から放射された光を受光する光入力部と、成形ビームを放射する光出力部とを持つ少なくとも１つのビーム成形装置であって、前記光出力部は、前記光入力部から離間されるとともに、中央出力部分と周辺出力部分とを有し、前記周辺出力部分は前記中央出力部分に対して横方向外側にある、少なくとも１つのビーム成形装置、
を含み、
前方方向が、前記光入力部から前記光出力部の方向に規定され、前記前方方向は、実質的に水平に配置され、
前記ビーム成形装置は、
−  前記光入力部からの光が、前記前方方向に対して高さ方向に分離される少なくとも第１及び第２のビーム部分に分割され、
−  前記第１及び前記第２のビーム部分が、前記高さ方向において前記光出力部に向かって収束するように導かれ、
−  前記第１のビーム部分に対して、前記第２のビーム部分はさらに外側に前記周辺部分に向けられる、
ように、配置される、
照明装置。
【請求項２】
前記ビーム成形装置は、前記第１のビーム部分が前記光出力部の中央部分に向けられる中心ビームであるように、配置され、
前記第２のビーム部分は、前記光出力部の周辺部分に向けられる周辺ビームである、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記周辺部分は、前記中央部分の第１の横方向側部に配置され、
前記ビーム成形装置は、１つ又は複数のさらなるビーム部分が、前記中央部分の第２の横方向側部に配置される前記光出力部の周辺部分に向けられるように、配置され、前記第２の横方向側部は前記第１の横方向側部の反対側に配置される、
請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記ビーム成形装置は、前記第１のビーム部分が前記光出力部の第１の周辺部分に向けられる第１の周辺ビームであるように、配置され、
前記第２のビーム部分は、前記光出力部の第２の周辺部分に向けられる第２の周辺ビームであり、前記第２の周辺部分は、前記第１の周辺部分に対して横方向にさらに外側に配置される、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１及び前記第２の周辺部分は、前記光出力部の中央部分の第１の横方向側部に配置され、
前記ビーム成形装置は、さらなるビーム部分が前記中央部分の第２の横方向側部に配置される周辺部分に向けられるように配置され、前記第２の横方向側部は、前記第１の横方向側部の反対側に配置される、
請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記ビーム成形装置は、前記光入力部からの光を少なくとも前記第１のビーム部分、前記第２のビーム部分、及び第３のビーム部分に分割するように配置され、前記第１のビーム部分、前記第２のビーム部分及び前記第３のビーム部分は前記高さ方向に分離され、
前記ビーム成形装置は、前記第１のビーム部分が、前記光出力部の中央部分に向けられる中心ビームであるように配置され、
前記第２のビーム部分は、前記光出力部の第１の周辺部分に向けられる第１の周辺ビームであり、
前記第３のビーム部分は、前記光出力部の第２の周辺部分に向けられる第２の周辺ビームであり、前記第２の周辺部分は、前記第１の周辺部分に対して横方向にさらに外側に配置される、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
記第１及び前記第２の周辺部分は、前記中央部分の第１の横方向側部に配置され、
前記ビーム成形装置は、１つ又は複数のさらなるビーム部分が前記中央部分の第２の横方向側部に配置される周辺部分に向けられるように配置され、前記第２の横方向側部は、前記第１の横方向側部の反対側に配置される、
請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記ビーム成形装置は、前記ビーム部分の少なくとも１つを横方向に反射する少なくとも１つの横方向反射面を含む、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記ビーム成形装置は、少なくとも第１及び第２の横方向反射面を含み、
前記第１の横方向反射面は、第２の横方向反射面に向かって横方向に前記ビーム部分の少なくとも１つを反射するように配置され、
前記第２の横方向反射面は、前記光出力部に向かって前記前方方向に少なくとも実質的に平行な方向に前記ビーム部分を向けるように配置される、
請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記ビーム成形装置は、前記ビーム部分の少なくとも１つが、前記高さ方向において前記前方方向から離れるよう導かれ、次に前記高さ方向において前記前方方向に向かって収束するよう導かれるように、配置される、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記ビーム成形装置は、前記光入力部から前記光出力部に延びるブリッジ部材を含む、
請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記ビーム成形装置は、前記第１及び前記第２のビーム部分の両方が、前記光出力部において前記前方方向に少なくとも実質的に平行であるように向けられるよう配置される、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記ビーム成形装置は、前記高さ方向の長さの２倍超である横方向の長さを有する、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記ビーム成形装置は、全内部反射により光が反射され得る反射面を含む透明ボディを含む、
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記透明ボディは、少なくとも１つの中央キャビティを含む、
請求項１４に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。特に、本発明は、車両のヘッドランプに使用され得る照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から放射された光を所望の照明ビームパターンに変換するために、コリメータ、反射器及び／又はレンズのような光学要素を使用する様々なタイプの照明装置が知られている。
【０００３】
特許文献１は、光源のための、特にＬＥＤ用のレンズ要素を記載している。レンズ要素は、光伝導材料の本体を含む。本体は、光源に由来する光の一部を導く。光の一部は、本体の境界面での全反射の結果として反射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第２  ３２７  ９２７号明細書
【発明の概要】
【０００５】
特にコンパクトな光源からの、車両のヘッドランプに適した所望の照明ビームパターンを達成するための照明装置を提案することが目的であると考えられる。
【０００６】
本発明の態様によれば、請求項１に記載の照明装置が提案される。従属請求項は、好ましい実施形態を指す。
【０００７】
本発明による照明装置は、光源と、光入力部及び光出力部を持つビーム成形装置とを含む。光源からの光は、光入力部で受光され、光出力部で成形ビームとして放射される。光入力部は、例えば、光入力領域又は表面であることができ、光出力部は同様に光出力領域又は表面であることができる。前方方向（forward  direction）が、光入力部から光出力部の方向に、例えば、光入力表面の中心から光出力表面の中心に、規定され得る。
【０００８】
以下の説明、特に本発明の好ましい実施形態から明らかになるように、ビーム成形装置は、いくつかの異なる実施形態を有していてもよく、光出力部で放射される前に光入力部からの光を、案内する、成形する、反射する、及び／又はその他の方法で光学的に修正する１つ又は複数のタイプの光学要素を含み得る。
【０００９】
特許請求の範囲及び以下の説明において、高さ方向及び横方向のような寸法及び／又は方向が参照される。これらの方向は、少なくとも実質的に水平に配置された上で定義された前方方向に対して理解され得る。少なくともほぼ水平な配置が、例えば車両用ヘッドランプにおける、照明装置の動作において好ましい向きであるが、照明装置が異なって向けられることができる状況又は用途があり得ることを当業者は理解するであろう。したがって、上記の方向への言及は、相対的な配置を明確にすることのみを意図しており、照明装置が動作され得る向きを限定するものとして理解されるべきではない。
【００１０】
本発明の一態様によれば、ビーム成形装置は、光入力部からの光を少なくとも２つの別個のビーム部分に分割するように配置される。これらは、高さ方向に分離される少なくとも第１及び第２のビーム部分を含む。したがって、第１及び第２のビーム部分は、それらがビーム成形装置内で異なる高さに配置される異なる対応するビーム経路をたどること、及び／又はそれらが前方方向に対して異なる傾斜角度にしたがって向けられる点で区別され得る。例えば、第１のビーム部分は、分割傾斜角度より大きい傾斜角度で放射される光を含み、第２のビーム部分は、分割傾斜角度より小さい傾斜角度で放射される光を含むことができるように、分割傾斜角度（dividing  angle  of  inclination）が、例えば、水平方向に対して定義され得る。
【００１１】
本発明の一態様によれば、ビーム成形装置は、第１及び第２のビーム部分が高さ方向に光出力部分で又は光出力部に向かって収束するように導かれるように配置される。これに関連して、用語「収束」は、第１及び第２のビーム部分内のビーム方向の広がりを指すことを意図するものではなく、第１及び第２のビーム部分が光出力部で高さ方向に集められるという事実を指しているとして理解されるべきである。したがって、ビーム成形装置の少なくとも一部において高さ方向に分離される第１及び第２のビーム部分は、再び光出力部に集められる。好ましい実施形態に関連して明らかなように、第１及び第２のビーム部分は、少なくとも実質的に同じ高さで光出力部に配置され得る。
【００１２】
しかしながら、本発明の一態様によれば、第１及び第２のビーム部分は、前方方向に対して横方向に異なって向けられる。光出力部では、第２のビーム部分は、第１のビーム部分に対して横方向にさらに外側に配置される及び／又は向けられる。用語「横方向に外側に」は、光出力部の中心に関連して理解され得る。
【００１３】
光出力部において、第１及び第２のビーム部分はしたがって、互いに横方向にずれて放射される。
【００１４】
したがって、ビーム成形装置は、光入力部で受光される入力ビームより少なくとも１つ、好ましくは両方の横方向においてより広いことができる光出力部でビームが放射されることを達成し得る。このような広げられたビームは、自動車の前方照明に特に好ましい。本発明の基礎概念によれば、このようなより広いビームは、最初に高さ方向に分離された２つ以上のビーム部分から形成される。このように、光源から光出力部までの光路では、高さ方向の放射光の広がりが横方向への広がりに変換される。したがって、強度分布は、投影レンズのようなさらなる光学要素の開口に一致するように変換され得る。この方法では、非常に効率的な方法で広い出力ビームを得ることが可能である。
【００１５】
出力ビームの広がりにしたがって、光出力部の寸法は、その横方向の幅がその高さ又は厚さの２倍超（最も厚い部分で測定）、好ましくは４倍超に対応するようにすることができる。光出力部の高さは、光入力部の高さの１０倍未満であることが好ましく、６倍未満であることがさらに好ましい。光出力部の幅又は横方向の広がりは、光入力部の幅の１０倍を超えることが好ましく、１２倍を超えることがさらに好ましい。
【００１６】
横方向に広げられた出力ビームパターンを得るために高さで分離されたビーム部分を使用する本発明の上述の態様の一般的な概念は、異なる実施形態及び組み合わせで使用されることができ、そのいくつかは以下にさらに説明される。
【００１７】
一実施形態によれば、第１のビーム部分は、光出力部の中央部分に向けられる中心ビームに指定されることができる。第２のビーム部分は、光出力部の周辺部分に向けられ、したがって第１のビーム部分に対して横方向にさらに外側に向けられる、周辺ビームに指定されることができる。
【００１８】
特に好ましい実施形態では、周辺ビームは、中央部分の第１の横方向側部（lateral  side）に、例えば、右に向けられることができ、少なくとも１つのさらなるビーム部分は、第２の反対側の横方向側部に、例えば、左に向けられることができる。特に、配置は、横方向に関して少なくとも実質的に対称であってもよい。例えば、第１のビーム部分は光出力部の中央部分に向けられ得るが、１つ又は複数の周辺ビームは、一方の側部の周辺部分に向けられることができ、同じ数の周辺ビームが光出力部の中央部分の反対側の側部に向けられることができる。
【００１９】
さらに好ましい実施形態によれば、第１のビーム部分は、光出力部の第１の周辺部分に向けられる第１の周辺ビームであり得るとともに、第２のビーム部分は、第１の周辺部分に対して横方向にさらに外側に配置される第２の周辺部分に向けられる第２の周辺ビームであり得る。したがって、高さ方向に分離される第１及び第２のビーム部分は、両方とも周辺部分に向けられることができるが、一方は他方に対してさらに外側に向けられることができる。したがって、この場合もやはり、広げられたビームが達成され得る。
【００２０】
特に好ましい実施形態では、第１及び第２の周辺部分は、光出力部の第１の横方向側部に配置され、さらなるビーム部分は、光出力部の第２の反対側の横方向側部に配置されてもよい。この配置は、少なくとも実質的に対称であることが好ましい。したがって、例えば、４つの周辺部分が各横方向側部に２つ設けられ得る。
【００２１】
特に好ましい実施形態では、光は、高さ方向に分離された少なくとも第１、第２及び第３のビーム部分に分割され得る。第１のビーム部分は、光出力部の中央部分に向けられる中心ビームであり得る。第２のビーム部分は、光出力部の第１の周辺部分に向けられる第１の周辺ビームであり得るとともに、第３のビーム部分は、第１の周辺部分に対して横方向にさらに外側に配置される第２の周辺部分に向けられる、第２の周辺ビームであり得る。好ましい実施形態について示されるように、少なくとも３つの異なるビーム部分の高さの分離が、このように特に広範囲に広がった出力ビームを達成するために使用され得る。また、この実施形態に関して、少なくとも実質的に対称な配置が好ましく、例えば第１及び第２の周辺部分は中央部分の一方の横方向に配置され、さらなるビーム部分が第２の反対側の横方向の側部に向かって配置される。
【００２２】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ビーム成形装置は、ビーム部分の少なくとも１つを横方向に反射する少なくとも１つの横方向反射面（lateral  reflection  surface）を含み得る。これは、横方向に所望の広げられたビームを達成するために使用され得る。特に好ましくは、ビーム成形装置は、少なくとも第１及び第２の横方向反射面を含み得る。第１の横方向反射面は、第２の横方向反射面に向かって横方向にビーム部分の１つ又は複数を反射するように配置され得るとともに、第２の横方向反射面は、光出力部に向かって前方方向に少なくとも実質的に平行な方向にビーム部分を向けるように配置され得る。したがって、第１及び第２の横方向反射面においてビーム部分の少なくとも１つを２回反射させることによって、ビームは、前方方向に少なくとも実質的に平行に向けられながら、光出力部の周辺部分に向けられ得る。
【００２３】
好ましい実施形態によれば、ビーム部分の少なくとも１つは、ビーム成形装置内で、最初に高さ方向において前方方向から離れ（diverge）、次に高さ方向に前方方向に向かって収束するように導かれてもよい。ここでも、「収束する」及び「離れる」という用語は、ビーム部分自体の増加した又は減少した広がりを指すのではなく、前方方向に対するビーム部分の方向を指すものとして理解されるべきである。好ましい実施形態によれば、例えば、第１のビーム部分は、ビーム成形装置内で高さ方向に前方方向から最初に離れるように誘導され、その後、光出力部において前方方向に向かって戻される、上方ビーム部分であり得る。
【００２４】
例えば、これは、ビーム成形装置に含まれるブリッジ部材、例えばライトガイド（light  guide）によって達成され得る。ブリッジ部材は、光入力部から光出力部に延び得るとともに、少なくとも前方方向から離れて高さ方向に向けられる第１のブリッジ部材部分と、高さ方向に前方方向に向かって向けられる第２のブリッジ部材部分とを含み得る。特に、ブリッジ部材は、アーチ形状ライトガイドであり得る。
【００２５】
一般に、光出力部における出力ビームに関して、第１、第２及び任意のさらなるビーム部分が、照明ビームを形成するために前方方向に少なくとも実質的に平行に向けられることが好ましい。
【００２６】
光出力部から放射された照明ビームは好ましくは、投影レンズによってさらに投影され得る。投影レンズは、光出力部を映す（image）ために使用され得る。光出力部は、対応して成形され得る、例えば、凹形状であり得る。光出力部の少なくとも１つの前縁部（front  edge）は、投影された照明ビーム内の明／暗境界を達成するように働き得る。自動車の前方照明で用いるために、光出力部の少なくとも１つの横方向に延在する前縁部は、互いに隣接する第１及び第２の縁部分を含むことができ、これらは両方とも、少なくとも実質的に直線であり得る（又は投影レンズによって投影されるそれらの像が少なくとも実質的に直線であるように成形され得る）。自動車の前方照明に望まれる強度分布に適合するために、第１及び第２の縁部分は、傾斜して、例えば、互いに５−５０°、好ましくは１５°の互いに対する角度で、配置され得る。
【００２７】
ビーム成形装置は、原理的には、例えば、１つ又は複数のコリメータ、１つ又は複数の反射面等のような、別個の光学要素の配置として提供され得る。特に好ましい実施形態では、ビーム成形装置は、光入力部からの光を透明ボディの内部に案内するように配置された透明ボディを含み得る。ボディは、全反射（total  internal  reflection）により光が反射され得る反射面を含み得る。好ましい実施形態に関連して明らかになるであろうが、ビーム成形装置全体は、単一の透明ボディから構成されてもよい。ボディは、例えば、異なるビーム部分を分離する反射面を形成する中央キャビティを含み得る。反射面は、特に、ビーム部分を横方向に側方に偏向させるように構成され得る。光ガイドは、キャビティを通過させるように、前方方向と実質的に平行に設けられ得る。
【００２８】
概して、ビーム成形装置は全体的に平坦な形状であることが好ましい。例えば、高さ方向の長さ（extension）の２倍超である横方向の長さを有していてもよい。
【００２９】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、後に説明する実施形態から明らかになるとともにその実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＴＩＲボディの第１の実施形態を含む照明装置の実施形態の部分概略上面図を示す。
【図２】図１の照明装置の側面図を示す。
【図３】ＴＩＲボディの第２の実施形態を斜視図で示す。
【図４】ＴＩＲボディの第２の実施形態を正面図で示す。
【図５】ＴＩＲボディの第２の実施形態を上面図で示す。
【図６】ＴＩＲボディの第２の実施形態を背面図で示す。
【図７】ＴＩＲボディの第２の実施形態を側面図で示す。
【図８】図３−７のＴＩＲボディをビーム経路とともに上面図で示す。
【図９】図３−７のＴＩＲボディをビーム経路とともに側面図で示す。
【図１０】ＴＩＲボディの第３の実施形態の斜視図を示す。
【図１０ａ】図１０のＴＩＲボディの断面図を示し、図１０の面Ａ、Ｂ及びＣは断面の位置を示す。
【図１０ｂ】図１０のＴＩＲボディの断面図を示し、図１０の面Ａ、Ｂ及びＣは断面の位置を示す。
【図１０ｃ】図１０のＴＩＲボディの断面図を示し、図１０の面Ａ、Ｂ及びＣは断面の位置を示す。
【図１１】図１０のＴＩＲボディの正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１、２は、照明装置１０を上面図及び側面図で概略的に示す。照明装置は、ＬＥＤ光源１２と、この例では、ＴＩＲ（全内部反射）ボディとして作用する透明材料で作られるソリッドボディ（solid  body）１０によって構成されるビーム成形装置と、投影レンズ１６とを含む。
【００３２】
照明装置は、例えば自動車のヘッドランプの一部であり得る。
【００３３】
ＬＥＤ光源１２の発光面から放射される光は、光入力面２０においてＴＩＲボディ１４の内部に入射し、ＴＩＲボディ１４内で内部に伝導されて案内され、その光出力面２２で放射される。以下にさらに説明されるように、ランバートエミッタ（Lambertian  emitter）としてのＬＥＤ１２の発光面から放射される光強度分布は、成形された照明ビーム２４が、光出力面２２で放射されて投影レンズ１６によって投影されるように、ＴＩＲボディ１４内で変更される。
【００３４】
ＴＩＲボディ１４の光入力面２０で受光される光の入力ビームは、ＬＥＤ１２の発光面の四角い形に対応するが、成形ビーム２４は横方向に広げられている、すなわち図１にＬ及びＲで示されるように、左右方向に横に広げられている。高さ方向Ｈは、参考に図２に示されている。
【００３５】
図１、２の概略的な例では、ビーム成形装置の前方方向は、ＬＥＤ１２の中心、光入力面２０の中心、光出力面２２の中心及び投影レンズの中心を通る光軸１８によって定められ得る。図３−１１に示すようなより詳細な実施形態については、これらの要素は正確に整列されていないことがあるので、光軸は装置全体に対して容易に定められないことがある。しかし、前方方向は、依然として、例えば、図１０ａに示されるように、光入力面２０及び光出力面２２の中心を通って定められ得る。
【００３６】
図１、２に示すように、ＴＩＲボディ１４は、１つのピースで形成される。前方方向に前後に配置された３つの部分、すなわち、入力コリメータ部分２６と、中央キャビティ３０を持つビーム拡散部分２８と、レンズ適合部分３２が識別され得る。３つの部分２６、２８、２９の分離は、垂直線によって図１、図２に概略的に示されている。
【００３７】
ＴＩＲボディ１４の外面は、全反射角未満の角度で光に当てられる場合に、ＴＩＲボディ１４内に導かれる光の反射面として機能することができる。この効果を使用して、ＴＩＲボディ１４は、所望の成形ビーム２４を達成するように成形される。
【００３８】
コリメータ部分２６は、実質的に正方形ベースを有するカットオフピラミッド（cut-off  pyramid）として形成されている。光入力面２０は正方形であり、ＬＥＤ１２の発光面の大きさに対応している。光入力面２０からは、入力コリメータ部分２６が前方方向に横及び垂直の両方に広がっている。
【００３９】
レンズ適合部分３２は、光出力面２２を有する。レンズ１６に適合させるために、光出力面２２は、凹形状を有する。
【００４０】
ビーム拡散部分２８は、中央キャビティ３０の両横方向側部の左右のウイング部分５０ａ、５０ｂと、キャビティ３０の上に延びるアーチ形状ブリッジ部分３８とを有する。
【００４１】
光入力面２０における光の入力ビームは、図１、図２に破線で示される、中心ビーム３４と、点線で示される左及び右周辺ビーム３６とに分割される。
【００４２】
図２は、中心ビーム３４及び周辺ビーム３６がＴＩＲボディ１４内で高さ方向Ｈにどのように分離されるかを示す。上方に放射される光部分が中心ビーム３４を形成し、実質的に水平又は下方に放射される光部分は周辺ビーム３６を形成する。
【００４３】
中心ビーム３４は、ＴＩＲボディ１４のビーム拡散部分２８の中心において、光軸１８に平行に配置されたブリッジ部分３８内で導かれる。ブリッジ部分３８は、中心ビーム３４を入力コリメータ部分２６からレンズ適合部分３２における光出力面２２の中央部分４６に導くためのアーチ形状ライトガイドである。
【００４４】
左及び右周辺ビーム３６は、図２に示されるように、ブリッジ部分３８の下のＴＩＲボディ１４のビーム拡散部分２８内で案内される。キャビティ３０は、くさびのように形成され、その前縁は光軸上に配置され、２つの前面４０ａ、４０ｂが光軸１８に対して斜めの角度で前縁から横方向に延びる。前面４０ａ、４０ｂは、全内部反射のため周辺ビーム３６を反射する。周辺ビーム３６は、キャビティ３０の前縁において、両横方向側部に反射された左及び右周辺ビームに分離される。
【００４５】
両方の周辺ビーム３６は、ウイング部分５０ａ、５０ｂの外側表面４２ａ、４２ｂで再び反射される。表面４２ａ、４２ｂはまた、図１に示すように、光出力面２２における周辺ビーム３６が、光軸に実質的に平行に向けられるが、光出力面２２の横方向周辺部分４４ａ、４４ｂを通過するように、光軸１８に対して斜めの角度で配置される。
【００４６】
従って、光出力面２２で放射される結果として得られる成形ビーム２４は、光出力面２２の中央部分４６で放射される中心ビーム３４と、その横方向周辺部分４４ａ、４４ｂで放射される周辺ビーム３６とからなる。
【００４７】
結果として得られる成形ビーム２４は、したがって、光出力面２２の幅にわたって横方向に広がり、したがって、ＬＥＤ１２の正方形の発光面と比較して、この例では１５倍を超えて実質的に広い。高さ方向Ｈにおいて、結果として得られる成形ビーム２４は、ＬＥＤ１２と比較して、ほぼ同じ又はわずかに大きい長さを有する。
【００４８】
図３は、ＴＩＲボディ１００の第２の実施形態を斜視図で示している。ＴＩＲボディ１００の他の図が図４−７に示される。ＴＩＲボディ１００は、概して、第１の実施形態によるＴＩＲボディ１０に対応する。同様又は同等部分には同様の参照数字を付す。
【００４９】
ＴＩＲボディ１００は、正方形の光入力面２０を持つ入力コリメータ部分２６と、前方方向１８の両横方向側部に延びるウイング部分５０ａ、５０ｂを持つビーム拡散部分２８とを有する。ビーム拡散部分２８は、中央キャビティ３０を含む。ブリッジ部分３８が中央キャビティ３０の上に配置されている。図３−７に示されている例では、ＴＩＲボディ１００は、凹形状を有する特別に形成されたレンズ適合部分を有さない。ビーム拡散部分２８は、平面光出力面２２で終端する。
【００５０】
ビーム拡散部分２８は、ウイング部分５０ａ、５０ｂの上部に配置された、左及び右上部ウイング部分５２ａ、５２ｂを含む。
【００５１】
ＴＩＲボディ１００は、第１の実施形態によるＴＩＲボディ１０と同様に、光入力面２０でＬＥＤ光源１２から光を受光し、高さ方向にビーム部分を分離するとともに光出力面２２の異なる部分に向かってそれらを導くことによってその横方向に広げられた出力ビーム２４を成形する。
【００５２】
例示的なビーム経路は、図８、図９に示されており、点線で示された第１の左周辺ビーム３５（明瞭化のために対称的な第１の右周辺ビームは示されていない）と、二点鎖線で示された第２の右周辺ビーム３６（明確にするために対称的な第２の左周辺ビームは示されていない）と、破線で示された中心ビーム３４とを含む。
【００５３】
図９に示すように、中心ビーム３４並びに第１及び第２の周辺ビーム３５、３６は、高さ方向に分離されたＴＩＲボディ１００内の異なるビーム経路をたどる。光入力面２０から上方向に放射された光は、ブリッジ部材３８に沿って光出力面２２の中央部分４６に中心で案内された中心ビーム３４を形成する。実質的に水平に放射された光は左右の第１の周辺ビーム３５を形成し、下方方向に放射された光は、左右の第２の周辺ビーム３６を形成する。
【００５４】
周辺ビーム３５、３６は、図８に示すように、ＴＩＲボディ１００のビーム拡散部分２８内に案内される。前述の例のように、ビーム拡散部分２８の形状は左右対称であるので、周辺ビーム３５、３６はキャビティ３０の前縁で左及び右ビーム部分に分割される。ビーム経路をより良く説明するために、図８は、第１の周辺ビーム３５の左部分及び第２の周辺ビーム３６の右部分のみを示している。
【００５５】
第１の周辺ビーム３５は、キャビティ３０の前縁で分割されて、反射面４０ａ、４０ｂで左右横方向に反射される。左及び右の第１の周辺ビーム３５のこのように反射された光は、次に再び、ビーム拡散部分２８の上部ウイング部分５２ａ、５２ｂの外側表面５４ａ、５４ｂで反射される。二番目の反射後、第１の周辺ビーム３５は、前方方向１８と再び実質的に平行になり、光出力面２２の内側周辺部分４４を通って放射される。内側周辺部分４４は、成形ビーム２４が横方向に連続的に光出力面２２を通って放射されるように、中央部分４６に直接に接する。
【００５６】
図９に示すように、第２の周辺ビーム３６は、高さ方向Ｈにおいて、第１の周辺ビーム３５が中心ビーム３４と第２の周辺ビーム３６との間に配置されるように、ＴＩＲボディ１００の下方部分内に案内される。
【００５７】
第２の周辺ビーム部分３６もまた２回、最初にキャビティ３０の前面４０ａ、４０ｂで、続いてウイング部分５０ａ、５０ｂの側面４２ａ、４２ｂで反射される。このように反射されたビーム３６は、前方方向１８に実質的に平行に向けられ、光出力面２２の外側周辺部分４５を通って放射される。
【００５８】
外側周辺部分４５は、内側周辺部分４４が中央部分４６と外側周辺部分４５との間に横方向に配置されるように、前方方向１８に対して横方向にさらに外側に配置される。
【００５９】
ＬＥＤ１２から放射された光は、両横方向に大きく広がる。拡散ビーム２４は、中央部分４６で放射される中心ビーム３４、発光面２２の内側周辺部分４４で放射される左右の第１の周辺ビーム３５、及び外側周辺部分４５で放射される左右の第２の周辺ビーム３６からの寄与からなる。ＴＩＲボディ１００は、光出力面２２の全てが照射されるように、すなわち成形ビーム２４が横方向に連続するように成形されている。
【００６０】
説明したように、ＬＥＤ１２の発光面と比較したビーム２４の広がりは、入力コリメータ２６の異なるビーム部分をそれらの高さ方向、すなわち前方方向１８に対するそれらの傾斜角によって分離するとともに、それぞれのビーム部分３４、３５、３６を記載されたビーム経路に沿って光出力面２２に向かって案内することによって達成される。図９に示すように、異なるビーム部分３４、３５、３６は、高さ方向Ｈにおいて光出力面２２に向かって再び収束する。したがって、出力ビーム２４は、ＬＥＤ１２の光出力面と同じ高さ寸法を有し得る、又は高さ方向Ｈにおいてわずかに大きいだけであり得る。
【００６１】
図１０は、ＴＩＲボディ１１０の第３の実施形態を示す。ＴＩＲボディ１１０は、上述したＴＩＲボディ１００の２つを並んで配置した形状に対応する。同様の部品または同様の部品には同様の参照数字を付す。
【００６２】
ＴＩＲボディ１１０の半部の各々は、入力コリメータ２６と、ウイング部分５０ａ、５０ｂ、上部ウイング部分５２ａ、５２ｂ、及びブリッジ部分３８を持つビーム拡散部分２８とを有する。光出力面２２は、凹レンズ適応部分３２に形成される。
【００６３】
ＴＩＲボディ１１０は、光入力面２０の前に配置された２つの別個のＬＥＤ光源を備えた車両用ヘッドランプに使用され得る。２つの別個のレンズ、又は２重レンズが光出力面２２の前に配置されてもよい。
【００６４】
図１０ａは、図１０の面Ａに対応する断面の長手方向断面図を示している。入力コリメータ２６と、１つの前面４０ａを有するキャビティ３０と、ブリッジ部材３８との相対的な配置が示されている。さらに見えるように、レンズ適合部分３２は、出力面２２に向かって高さ方向Ｈに広がる。
【００６５】
図１０ｂ、１０ｃは、図１０の断面Ｂ、Ｃの断面図を示し、ウイング部分５０ａ、５０ｂ及び上部ウイング部分５２ａ、５２ｂの形状を示している。
【００６６】
ＴＩＲボディ１１０の光出力面２２は、図１１の正面図に示されている。それは、横方向に延びる上方及び下方前縁部５６、５８によって境界が定められている。下方縁部５８は投影レンズによって投影されて、明／暗境界を有する照明ビームを実現する。規制に適合するために、下方縁部５８は、水平部分及び傾斜部分を有する明／暗境界を実現するための特定の非対称形状を有する。光出力面２２の中心において、下方縁部５８は、実質的に水平な縁部分５８ａに隣接する傾斜縁部分５８ｂを有する。投影ビームでは、これは、所望の水平／傾斜明／暗境界をもたらす。
【００６７】
上記の実施形態は本発明を限定するものではなく、当業者は従属請求項の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を設計できることが留意されるべきである。
【００６８】
例えば、ビーム部分を高さ又は傾斜の方向で最初に分離し、次に対応するビーム部分を光出力面の異なる横方向部分に向ける上述の概念を適用することにより、当業者は多くの異なる形状のＴＩＲボディを提案することができるであろう。特に、ＴＩＲボディの光入力面及び光出力面の相対的な寸法は異なり得る。例えば、ＴＩＲボディの光出力面の高さは、光入力面の高さよりもさらに小さくてもよい。
【００６９】
記載された実施形態は対称な装置を示しているが、横方向に非対称的な照明装置を提供することも可能である。入力ビームは、高さ方向に２つ、３つ、又はそれより多い異なるビーム部分に分割されてもよい。
【００７０】
上記の実施形態は、ＴＩＲボディに依拠しているが、同じ概念が、ビーム部分がＴＩＲボディの内部ではなく空気を通って進むように、対応して配置された反射器表面によって、実現されることもできる。
【００７１】
特許請求の範囲において、括弧内の任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈されてはならない。「有する、含む（comprising）」という語は、請求項に列挙された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する単語“a”又は“an”は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。いくつかの手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【図１】
2019509601.tif 000003
【図２】
2019509601.tif 000004
【図３】
2019509601.tif 000005
【図４】
2019509601.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019509601.tif 000008
【図７】
2019509601.tif 000009
【図８】
2019509601.tif 000010
【図９】
2019509601.tif 000011
【図１０】
2019509601.tif 000012
【図１０ａ】
2019509601.tif 000013
【図１０ｂ】
2019509601.tif 000014
【図１０ｃ】
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【図１１】
2019509601.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月25日(2018.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、及び
少なくとも１つのビーム成形装置であって、
−  前記光源から放射された光を受光する光入力部と、
−  成形ビームを放射する光出力部であって、前記光出力部は、前記光入力部から離間されるとともに、中央出力部分と周辺出力部分とを有し、前記周辺出力部分は前記中央出力部分に対して横方向外側にある、光出力部と、
−  全反射により光が反射され得る反射面を含む透明ボディと、を含む、
少なくとも１つのビーム成形装置、
を含み、
前方方向が、前記光入力部から前記光出力部の方向に規定され、前記前方方向は、実質的に水平に配置され、
前記ビーム成形装置は、
−  前記光入力部からの光が、前記前方方向に対して高さ方向に分離される少なくとも第１及び第２のビーム部分に分割され、
−  前記第１のビーム部分は、前記光出力部の前記中央出力部分に向けられる中心ビームであり、
−  前記第２のビーム部分は、前記第１のビーム部分に対してさらに外側に前記光出力部の前記周辺出力部分に向けられる周辺ビームであり、
−  前記第１及び前記第２のビーム部分が、前記高さ方向において前記光出力部に向かって収束するように導かれる、
ように、配置される、
照明装置。
【請求項２】
前記透明ボディは、少なくとも１つの中央キャビティを含む、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記周辺出力部分は、前記中央出力部分の第１の横方向側部に配置され、
前記ビーム成形装置は、１つ又は複数のさらなるビーム部分が、前記中央出力部分の第２の横方向側部に配置される前記光出力部のさらなる周辺出力部分に向けられるように、配置され、前記第２の横方向側部は前記第１の横方向側部の反対側に配置される、
請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記ビーム成形装置は、前記第１のビーム部分が前記光出力部の第１の周辺出力部分に向けられる第１の周辺ビームであるように、配置され、
前記第２のビーム部分は、前記光出力部の第２の周辺出力部分に向けられる第２の周辺ビームであり、前記第２の周辺出力部分は、前記第１の周辺出力部分に対して横方向にさらに外側に配置される、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１及び前記第２の周辺出力部分は、前記光出力部の前記中央出力部分の第１の横方向側部に配置され、
前記ビーム成形装置は、さらなるビーム部分が前記中央出力部分の第２の横方向側部に配置される周辺出力部分に向けられるように配置され、前記第２の横方向側部は、前記第１の横方向側部の反対側に配置される、
請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記ビーム成形装置は、前記光入力部からの光を少なくとも前記第１のビーム部分、前記第２のビーム部分、及び第３のビーム部分に分割するように配置され、前記第１のビーム部分、前記第２のビーム部分及び前記第３のビーム部分は前記高さ方向に分離され、
前記ビーム成形装置は、前記第１のビーム部分が、前記光出力部の前記中央出力部分に向けられる中心ビームであるように配置され、
前記第２のビーム部分は、前記光出力部の第１の周辺出力部分に向けられる第１の周辺ビームであり、
前記第３のビーム部分は、前記光出力部の第２の周辺出力部分に向けられる第２の周辺ビームであり、前記第２の周辺出力部分は、前記第１の周辺出力部分に対して横方向にさらに外側に配置される、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
記第１及び前記第２の周辺出力部分は、前記中央出力部分の第１の横方向側部に配置され、
前記ビーム成形装置は、１つ又は複数のさらなるビーム部分が前記中央出力部分の第２の横方向側部に配置される周辺出力部分に向けられるように配置され、前記第２の横方向側部は、前記第１の横方向側部の反対側に配置される、
請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記ビーム成形装置は、前記ビーム部分の少なくとも１つを横方向に反射する少なくとも１つの横方向反射面を含む、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記ビーム成形装置は、少なくとも第１及び第２の横方向反射面を含み、
前記第１の横方向反射面は、第２の横方向反射面に向かって横方向に前記ビーム部分の少なくとも１つを反射するように配置され、
前記第２の横方向反射面は、前記光出力部に向かって前記前方方向に少なくとも実質的に平行な方向に前記ビーム部分を向けるように配置される、
請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記ビーム成形装置は、前記ビーム部分の少なくとも１つが、前記高さ方向において前記前方方向から離れるよう導かれ、次に前記高さ方向において前記前方方向に向かって収束するよう導かれるように、配置される、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記ビーム成形装置は、前記光入力部から前記光出力部に延びるブリッジ部材を含む、
請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記ビーム成形装置は、前記第１及び前記第２のビーム部分の両方が、前記光出力部において前記前方方向に少なくとも実質的に平行であるように向けられるよう配置される、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記ビーム成形装置は、前記高さ方向の長さの２倍超である横方向の長さを有する、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の照明装置。
【国際調査報告】
2019509601.tif 000017
2019509601.tif 000018
2019509601.tif 000019